(57)【要約】【課題】  アルカリ吹きが発生しにくく、製造が容易な建築用ガラスブロックを提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の建築用ガラスブロックは、底面が透光面となる一対の有底無蓋の透明ガラス成形体の開放端縁を融着一体化してなる建築用ガラスブロックにおいて、透明ガラス成形体が、ＡＳＴＭ  Ｃ２２５−８５の粉末耐水性試験によるアルカリ金属溶出量が酸化物換算で１．５ｍｇ以下であり、粘度が１０2ｄＰａ・ｓとなる温度（溶融温度）が１５５０℃以下である透明ガラスからなることを特徴とする。  また、本発明の建築用ガラスブロックは、底面が透光面となる一対の有底無蓋の透明ガラス成形体の開放端縁を融着一体化してなる建築用ガラスブロックにおいて、透明ガラス成形体が、質量％で、ＳｉＯ2を５０〜７０％、Ａｌ2Ｏ3を４〜１１％、Ｂ2Ｏ3を２〜７％、Ｒ2Ｏを１０〜１８％（Ｒ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、Ｒ´Ｏを２〜１６％（Ｒ´：Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎ）含有する透明ガラスからなることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面が透光面となる一対の有底無蓋の透明ガラス成形体の開放端縁を融着一体化してなる建築用ガラスブロックにおいて、透明ガラス成形体が、ＡＳＴＭ  Ｃ２２５−８５の粉末耐水性試験によるアルカリ金属溶出量が酸化物換算で１．５ｍｇ以下であり、粘度が１０2ｄＰａ・ｓとなる温度（溶融温度）が１５５０℃以下である透明ガラスからなることを特徴とする建築用ガラスブロック。
【請求項２】
透明ガラスが、粘度が１０3.5ｄＰａ・ｓとなる温度（融着温度）が１１６０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の建築用ガラスブリック。
【請求項３】
透明ガラスが、融着温度と液相温度との差が９０℃以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の建築用ガラスブロック。
【請求項４】
底面が透光面となる一対の有底無蓋の透明ガラス成形体の開放端縁を融着一体化してなる建築用ガラスブロックにおいて、透明ガラス成形体が、質量％で、ＳｉＯ2を５０〜７０％、Ａｌ2Ｏ3を４〜１１％、Ｂ2Ｏ3を２〜７％、Ｒ2Ｏを１０〜１８％（Ｒ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、Ｒ´Ｏを２〜１６％（Ｒ´：Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎ）含有する透明ガラスからなることを特徴とする建築用ガラスブロック。
【請求項５】
透明ガラスが、質量％で、Ｎａ2Ｏを９〜１５％、Ｋ2Ｏを０．１〜６％、ＣａＯを２〜１０％含有することを特徴とする請求項４に記載の建築用ガラスブロック。
【請求項６】
透明ガラスが、３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨脹係数が７５〜１００×１０-7／℃であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の建築用ガラスブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築用として使用され、底面が透光面となる一対の有底無蓋の透明ガラス成形体の開放端縁を融着一体化してなるガラスブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
建築用ガラスブロックは一対の透光面を有する中空箱型形状を有するガラス成形体であり、複数個の該ガラスブロックを用いた構築体は、断熱性、遮音性及び採光性に優れるため、一般住宅をはじめとする建築物の内外装壁として広く使用されている。
【０００３】
このようなガラスブロックは、高温で溶融されたガラスを、一旦有底無蓋の箱型形状の透明ガラス成形体にプレス成型し、その開放端縁を加熱・軟化させた後、一対の透明ガラス成形体の開放端縁を対向させて融着一体化することによって作製される。
【０００４】
ガラスブロックに使用されるガラスとしては、溶融温度が低く、未溶解ブツ、泡等のガラス欠陥発生し難いため、製造が容易で、しかも原料コストが安価である等の理由から、ソーダライムガラスが使用されている。
【０００５】
ところが、このソーダライムガラスは、化学耐久性が良いとは言えず、長期間外気に曝されるガラスブロックでは、この化学耐久性の弱さが原因となる問題が生じている。つまり、ガラスブロックの内面に結露が生じた場合、水のＨ+イオンと、ガラス中のアルカリ金属イオン（特にＮａ+）がイオン交換反応を起こし、アルカリ金属イオンが内表面に溶出する。次いで、そのアルカリ金属イオンと、ガラスブロックの内部空間に閉じ込められた空気中の二酸化炭素とが反応し、アルカリ金属炭酸塩がガラスブロックの内表面に析出する。そのため、ソーダライムガラスからなるガラスブロックには、ガラスブロックの内表面が白濁し、透明性を損なうという問題、いわゆるアルカリ吹きが生じた。
【０００６】
このアルカリ吹きの対策として、一対の有底無蓋の透明ガラス成形体を融着する際に乾燥空気や不活性ガスを内部空間に送り込むことによって、バーナー加熱により多量に発生するＨ2Ｏ、ＳＯ2、ＣＯ2等のガス成分を追い出した後、一対のガラス成形体を融着一体化させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この方法では、ガラスブロック内部空間のＣＯ2濃度が低くなり、アルカリ金属炭酸塩の生成を抑制でき、アルカリ吹きが発生し難くなる。
【０００７】
また、他のアルカリ吹き対策として、ガラスブロックを構成するガラスに化学耐久性に優れるホウケイ酸ガラスを使用すると、アルカリ金属の溶出量を抑制できるため、アルカリ金属炭酸塩の析出を抑えることができることが開示されている。（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特許３２６４３８０号公報
【特許文献２】特開２００３−２０１１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、乾燥空気や不活性ガスを供給するための特殊な設備を必要とするためガラスブロックの製造コストがアップする。
【０００９】
また、特許文献２には、ガラスブロックとして具体的に、質量％でＳｉＯ2  ７８．５％、Ａｌ2Ｏ3  ２．５％、Ｂ2Ｏ3  １４．５％、Ｎａ2Ｏ  ４．５％、Ｃｌ2  ０．０６％を含有するガラス原料を用いて作製されたガラスブロックが開示されているが、このガラスブロックを構成するガラスは、アルカリ金属の溶出量が低いものの、溶融温度、成型温度及び融着温度が高いため、製造上の多くの問題点がある。つまり、溶融温度が高いと、燃料コストが上がるばかりでなく、溶融炉への負担が大きくなる。成型温度が高いと、金型が劣化しやすく、融着温度が高いと、開放端縁の加熱時間が長くなり、開放端縁以外の部分がその間冷却されるため、開放端縁とそれ以外の部分との温度差が大きくなり破損しやすくなる。また、ガラス中にＢ2Ｏ3を１４．５質量％と、Ｎａ2Ｏを４．５質量％含み、しかも溶融温度が高いため、溶融中にＢ2Ｏ3とＮａ2Ｏが揮発し、脈理などのガラスの不均質化が起こりやすい。また溶融中だけでなく、成型時や融着時においてもＢ2Ｏ3とＮａ2Ｏが揮発し、ガラス成形体表面へのＢ2Ｏ3とＮａ2Ｏの付着が発生してガラスブロックの透明性が損なわれやすい。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、アルカリ吹きが発生しにくく、製造が容易な建築用ガラスブロックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の建築用ガラスブロックは、底面が透光面となる一対の有底無蓋の透明ガラス成形体の開放端縁を融着一体化してなる建築用ガラスブロックにおいて、透明ガラス成形体が、ＡＳＴＭ  Ｃ２２５−８５の粉末耐水性試験によるアルカリ金属溶出量が酸化物換算で１．５ｍｇ以下であり、粘度が１０2ｄＰａ・ｓとなる温度（溶融温度）が１５５０℃以下である透明ガラスからなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の建築用ガラスブロックは、底面が透光面となる一対の有底無蓋の透明ガラス成形体の開放端縁を融着一体化してなる建築用ガラスブロックにおいて、透明ガラス成形体が、質量％で、ＳｉＯ2を５０〜７０％、Ａｌ2Ｏ3を４〜１１％、Ｂ2Ｏ3を２〜７％、Ｒ2Ｏを１０〜１８％（Ｒ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、Ｒ´Ｏを２〜１６％（Ｒ´：Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎ）含有する透明ガラスからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の建築用ガラスブロックは、底面が透光面となる一対の有底無蓋の透明ガラス成形体の開放端縁を融着一体化してなる建築用ガラスブロックにおいて、透明ガラス成形体が、ＡＳＴＭ  Ｃ２２５−８５の粉末耐水性試験によるアルカリ金属溶出量が酸化物換算で１．５ｍｇ以下である透明ガラスからなるため、実使用においてガラスブロックの内表面でのアルカリ金属炭酸塩の生成は認められず、アルカリ吹きが発生しない。また、透明ガラスが、粘度が１０2ｄＰａ・ｓとなる温度（溶融温度）が１５５０℃以下であるため、燃料コストが低く、溶融炉への負担も小さく、特に透明ガラスがＢ2Ｏ3、アルカリ酸化物等の揮発成分を含む場合には、溶融時に揮発成分が揮発し難く、脈理などのガラスの不均質化が起こりにくい。
【００１４】
また、本発明の建築用ガラスブロックは、透明ガラス成形体が、質量％で、ＳｉＯ2を５０〜７０％、Ａｌ2Ｏ3を４〜１１％、Ｂ2Ｏ3を２〜７％、Ｒ2Ｏを１０〜１８％（Ｒ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、Ｒ´Ｏを２〜１６％（Ｒ´：Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎ）含有する透明ガラスからなるため、透明ガラスは、ＡＳＴＭ  Ｃ２２５−８５の粉末耐水性試験によるアルカリ金属溶出量が酸化物換算で１．５ｍｇ以下となり、粘度が１０2ｄＰａ・ｓとなる温度（溶融温度）が１５５０℃以下となる。したがって、実使用においてガラスブロックの内表面でのアルカリ金属炭酸塩の生成は認められず、アルカリ吹きが発生せず、燃料コストが低く、溶融炉への負担も小さく、溶融時にＢ2Ｏ3やＲ2Ｏが揮発し難く、脈理などのガラスの不均質化が起こりにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の建築用ガラスブロックは、透明ガラスが、粘度が１０3.5ｄＰａ・ｓとなる温度（融着温度）が１１６０℃以下であると、開放端縁の加熱時間が短くなり、開放端縁とそれ以外の部分の温度差が大きくなりにくいため、融着時に破損しにくい。特に透明ガラスがＢ2Ｏ3、アルカリ酸化物等の揮発成分を含む場合、融着時に揮発成分が揮発しにくく、ガラス成形体の表面に付着しにくい。融着温度の好ましい範囲は、１０５０〜１１６０℃である。
【００１６】
また、透明ガラスが、粘度が１０4ｄＰａ・ｓとなる温度（成型温度）が１０７５℃以下であると、金型の劣化を抑制でき、金型の交換頻度を少なくすることができる。成型温度の好ましい範囲は、９７０〜１０６０℃である。
【００１７】
また、透明ガラスが、融着温度と液相温度との差が９０℃以上であると、融着時に失透が生じにくく、融着不良が発生しにくい。また、ガラス成形体の成型時にも失透を生じにくい。融着温度と液相温度のとの差は、１１０℃以上であるとより好ましい。
【００１８】
液相温度は、１０３０℃以下であることが好ましい。液相温度が９７５℃以下であるとより好ましい。
【００１９】
本発明の建築用ガラスブロックは、透明ガラス成形体が、質量％で、ＳｉＯ2を５０〜７０％、Ａｌ2Ｏ3を４〜１１％、Ｂ2Ｏ3を２〜７％、Ｒ2Ｏを１０〜１８％（Ｒ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、Ｒ´Ｏを２〜１６％（Ｒ´：Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎ）含有する透明ガラスからなるが、以上のように限定した理由を次に述べる。
【００２０】
ＳｉＯ2はガラス骨格の形成成分であり、高温粘性、熱膨脹係数、化学耐久性への影響が大きい成分である。ＳｉＯ2が７０％よりも多いと、ガラスの溶融温度、融着温度や成型温度が高くなり、５０％よりも少ないと、熱膨脹係数が高くなるとともに、化学耐久性（耐水性）が低くなり、アルカリ吹きが生じやすくなるため好ましくない。ＳｉＯ2のより好ましい範囲は、．０５５．０〜６７．０％である。
【００２１】
Ａｌ2Ｏ3はガラスの化学耐久性（耐水性）を向上させ、トリジマイト、クリストバライト等のシリカ系の失透を抑制する成分である。Ａｌ2Ｏ3が１０％よりも多いと、ガラスの溶融温度、融着温度や成型温度が高くなり、ウォラストナイト等の失透が析出しやすくなり、４％よりも少ないと、化学耐久性（耐水性）が低くなり、アルカリ吹きが生じやすく、またシリカ系の失透が析出しやすくなるため好ましくない。Ａｌ2Ｏ3の好ましい範囲は、６〜９％である。
【００２２】
Ｂ2Ｏ3はガラスの熱膨脹係数を低下させ、ガラスの溶融温度、融着温度や成型温度を下げる成分である。Ｂ2Ｏ3が２％よりも少ないと、ガラスの溶融温度、融着温度や成型温度が高くなり、７％よりも多いと、溶融時、成型時、融着時におけるＢ2Ｏ3の揮発が多くなり、脈理などのガラスの不均質化が起こりやすく、またガラス成形体表面へのＢ2Ｏ3の付着が多くなるため好ましくない。Ｂ2Ｏ3のより好ましい範囲は、４．０〜７．０％である。
【００２３】
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯやＫ2Ｏは、ガラスの溶融温度、融着温度や成型温度を下げる成分である。これらの合量が１０％よりも少ないと、ガラスの溶融温度、融着温度や成型温度が高くなり、１８％よりも多いと、熱膨脹係数が高くなるとともに、アルカリ吹きが生じやすくなるため好ましくない。また、溶融時、成型時、融着時におけるＲ2Ｏの揮発が多くなり、脈理などのガラスの不均質化が起こりやすく、またガラス成形体表面へのＲ2Ｏの付着が多くなるため好ましくない。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合量のより好ましい範囲は１２．０〜．０１６．０％である。
【００２４】
Ｎａ2Ｏは、Ｌｉ2Ｏよりも原料単価が安価で、Ｋ2Ｏよりもガラスの溶融温度、融着温度や成型温度を低下させる能力が高い成分であり、９〜１５％含有することが好ましい。Ｎａ2Ｏが１５％よりも多いと、Ｎａ2Ｏを含む失透が析出しやすく、液相温度が上昇し、９％よりも少ないと、ガラスの溶融温度、融着温度や成型温度が高くなるため好ましくない。Ｎａ2Ｏのより好ましい範囲は、１０．０〜．０１４．０％である。
【００２５】
また、Ｋ2Ｏは、成型温度付近の温度−粘度曲線の傾きを緩やかにし、Ｎａ2Ｏを含む失透を抑制し、液相温度を下げる成分であり、０．１〜６％含有することが好ましい。Ｋ2Ｏが６％よりも多いと、成型温度付近の温度−粘度曲線の傾きが緩やかになりすぎ、プレス成型しても成型後にガラス成形体が軟化変形しやすくなるとともに、Ｋ2Ｏを含む失透が生じやすくなり、液相温度が上がりやすくなるため好ましくない。Ｋ2Ｏのより好ましい範囲は、０．１〜．０５．０％である。
【００２６】
ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＳｒＯやＺｎＯは、ガラスの溶融温度、融着温度や成型温度を下げる成分である。これらの成分の合量が２％よりも少ないと、ガラスの溶融温度、融着温度や成型温度が高くなり、１６％よりも多いと、これらの成分を含む失透が発生しやすく、液相温度が上昇し、成形性が悪化するため好ましくない。ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ及びＺｎＯの合量のより好ましい範囲は、６．０〜．０１５．０％である。
【００２７】
ＣａＯは、成型温度付近の温度−粘度曲線の傾きを急峻にする成分であり、２〜１０％であることが好ましい。ＣａＯが２％よりも少ないと、成型温度付近の温度−粘度曲線の傾きが緩やかになりすぎるため、プレス成型しても成型後にガラス成形体が軟化変形しやすくなり、１０％よりも多いと、成型温度付近の温度−粘度曲線の傾きが急峻になりすぎ、プレス成型時にガラス成形体が破損しやすくなり、また、ＣａＯを含む失透が析出しやすくなり、液相温度が上がるため好ましくない。ＣａＯのより好ましい範囲は、２．５〜．０８．０％である。
【００２８】
ＺｎＯは、熱膨脹係数を低下させ、成型温度付近の温度−粘度曲線の傾きを緩やかにし、化学耐久性（耐水性）を向上させる働きがある。ＺｎＯの好ましい範囲は、０〜．０３．０％である。
【００２９】
また、ＭｇＯ、成型温度付近の温度−粘度曲線の傾きを緩やかにする成分である。ＭｇＯの好ましい範囲は、０〜．０６．０％である。
【００３０】
また、上記した成分のほかにも、ガラスの紫外線着色を防止する目的で、ＴｉＯ2を添加することが可能であるが、ＴｉＯ2によるガラスの着色を考慮すると、その添加量は１％以下にすべきである。ＴｉＯ2のより好ましい範囲は、０．１〜０．７％である。
【００３１】
また、ＺｒＯ2は、ガラスの硬度や化学耐久性を向上させる成分であるが、ガラス融液の粘性及び液相温度を上げるため、その含有量を０．０１％以上添加すると、化学的耐久性を向上できるため好ましい。ただしＺｒＯ2が多くなりすぎると、ガラスが失透しやすくなるため１％以下に抑えるべきである。
【００３２】
また、清澄剤として、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3及びＣｌ2の群から選ばれた少なくとも１種の清澄剤を添加することが可能であるが、その添加量は合量で１％以下が好適である。
【００３３】
また、本発明のガラスブロックは、３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨脹係数が７５〜１００×１０-7／℃である透明ガラスからなることが好ましい。平均熱膨脹係数が７５×１０-7／℃よりも小さいと、目地として使用されるモルタルの熱膨脹係数と大きく異なり、気温の変動に伴い、目地が破損したり、ガラスブロックが緩んだりし、１００×１０-7／℃よりも大きいと、ガラス成形体の成型時に破損しやすくなるとともに、施工後の気温の変動に伴い、ガラスブロックが破損しやすくなるため好ましくない。
【実施例】
【００３４】
本発明のガラスブロックを実施例に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
表１に、本発明の実施例１〜４を、表２に実施例５〜８を、表３に実施例９〜１１を、表４に比較例１〜５をそれぞれ示す。
【００３６】
【表１】
2006083053.tif 000002
【００３７】
【表２】
2006083053.tif 000003
【００３８】
【表３】
2006083053.tif 000004
【００３９】
【表４】
2006083053.tif 000005
【００４０】
表１〜４に示すガラス組成になるように調合した５２０ｇのバッチ原料を、白金坩堝で１５５０℃で８時間溶融し、５０×２５０ｍｍの板状に成形して板状ガラス体を得た。尚、比較例３〜５は、１６００℃で溶融した以外は実施例と同様にして板状ガラス体を得た。
【００４１】
３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨脹係数は、Ｄｉｌａｔｏメーターを用いて測定した。
【００４２】
溶融温度、融着温度、成形温度は、白金球引き上げ法を用いて温度を変えて測定した３〜６点のガラス粘度からＦｕｌｃｈｅｒ式に基づいて導出した温度−粘度曲線より求めた。尚、溶融温度は１０2ｄＰａ・ｓの粘度での温度、融着温度は１０3・5ｄＰａ・ｓの粘度での温度、成形温度は１０4ｄＰａ・ｓの粘度での温度とした。
【００４３】
液相温度は、板状ガラス体を粉砕、分級して作製した３００〜５００μｍのガラス粉末を白金製のボートに充填し、温度傾斜炉中で２４時間放置した後、白金製ボートを取り出し放冷した。その後、白金ボート中の結晶を光学顕微鏡を用いて観察し、結晶の最高析出温度を液相温度とした。
【００４４】
アルカリ金属溶出量は、ＡＳＴＭ  Ｃ２２５−８５に従い純水を用いてアルカリ金属溶出試験（ＴＥＳＴ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｐ−Ｗ）を行い、ＩＣＰ発光分析法により定量した。尚、試験回数は２回とし、それらの平均値を酸化物換算してアルカリ金属溶出量とした。
【００４５】
表１〜３からわかるように、実施例１〜１１は、アルカリ金属溶出量が１．５ｍｇ以下と少なく、また溶融温度が１５５０℃以下と低かった。また、融着温度が１１６０℃以下で、成形温度も１０７５℃以下と低かった。さらに熱膨脹係数も７５〜１００×１０-7／℃であった。
【００４６】
一方、表４からわかるように、比較例１、２は、溶融温度、融着温度及び成型温度は低いものの、Ａｌ2Ｏ3量が少ないため、アルカリ金属溶出量が多かった。比較例３、４は、Ｒ2Ｏ量が少ないため、溶融温度、融着温度及び成型温度が高く、熱膨脹係数が低かった。比較例５は、Ｂ2Ｏ3量が多いものの、ＳｉＯ2量が多く、Ｒ2Ｏ量が少ないため、溶融温度、融着温度及び成型温度が高く、また熱膨脹係数が低かった。
【００４７】
また、実施例７に示すガラス組成になるように溶融したガラス生地を金型を用いてプレス成形して有底無蓋の透明ガラス成形体を複数個作製し、その開放端縁を加熱・軟化させた後、一対の透明ガラス成形体の開放端縁を対向させて融着一体化することによって実施例７のガラスブロックを作製した。
【００４８】
次いでこのガラスブロックを屋外に面する壁面に複数個積み上げ、実施例７のガラスブロック構築体とした。また、実施例１０のガラスブロック構築体も実施例７と同様にして作製した。
【００４９】
構築から６ヶ月間後の実施例７及び実施例１０のガラスブロックの内表面にはアルカリ吹きは全く認められなかった。